使用光學投影的基板調整系統和方法技術方案

本文中的技術包括提供將光空間控制地或基于像素地投影到基板上以調整各種基板屬性的系統和方法。投影到基板表面的給定的基于像素的圖像可以基于基板信號。基板信號可以在空間上表示跨基板的表面的非均勻性。這種非均勻性可以包括能量、熱、臨界尺寸、光刻曝光劑量等。這樣的基于像素的光投影可以用于調整基板的各種屬性，包括調整臨界尺寸、加熱均勻性、蒸發冷卻以及產生感光劑。將這樣的基于像素的光投影與光刻圖案化工藝和/或加熱過程相結合提高了處理的均勻性并且減少了缺陷。實施方式可以包括使用數字光處理(DLP)芯片、光柵光閥(GLV)或其他的基于網格的微投影技術。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】使用光學投影的基板調整系統和方法相關申請的交叉引用本申請要求2013年11月27日提交的題為“OpticalProjectionTunedHotPlate”的美國臨時專利申請第61/909,714號的權益，其全部內容通過引用并入本文中。本申請還要求2014年1月27日提交的題為“SystemandMethodforShiftingCriticalDimensionsofPatternedFilms”的美國臨時專利申請第61/932,005號的權益，其全部內容通過引用并入本文中。
技術介紹
本公開內容一般性涉及包括半導體基板(如硅晶片)的基板的圖案化。本公開內容還涉及與包括作為半導體器件制造的一部分的在基板上涂覆膜和對膜進行顯影的光刻有關的工藝。本公開內容具體地涉及作為光刻和圖案化工藝的一部分的控制圖案化特征的尺寸和精度。光刻包括使用對電磁(EM)輻射敏感的膜對基板進行涂覆，將這些膜曝光于EM輻射的圖案，以限定膜內的隱性圖案，然后顯影掉所述膜中的一些以顯露基板上的物理圖案或凹凸圖案。這樣的膜的制備和顯影可以包括熱處理或烘烤。例如，最新應用的膜可能需要施加后烘烤(PAB)，以蒸發溶劑以及/或者增加結構剛度或抗蝕刻性。另外，可以執行曝光后烘烤(PEB)，以設置給定的圖案以防止進一步溶解。用于對基板進行涂覆和顯影的制造工具典型地包括可以用于添加膜、添加抗蝕劑以及對基板進行顯影的許多模塊。
技術實現思路
半導體制造工藝經常對用于熱處理基板的系統指定精確的溫度容差。這樣的系統典型地被構造為在處理室中的熱板。典型地熱板可以包括一個或更多個加熱元件或加熱區域，以用于均勻地加熱定位于其上的基板。這種熱板和常規系統可以將基板加熱至跨基板的表面在約0.1攝氏度內的溫度均勻性。例如，特定的溫度可以保持在0.1攝氏度內，以增強蝕刻前的抗蝕劑結構。不利地，具有0.1℃的容差或溫度波動可能不足以防止半導體制造工藝中的缺陷。隨著半導體器件繼續縮小至更小的尺寸，防止缺陷變得越來越重要。然而，本文所公開的技術可以提供約0.02攝氏度內的溫度均勻性。這樣的溫度均勻性的提高減少了缺陷，并且使得半導體器件能夠繼續按比例縮小(scaling)。本文中的技術包括提供將光或電磁(EM)輻射空間控制地投影至到基板上的系統和方法。使這樣的空間光投影與熱板加熱相結合可以實現跨基板的表面的溫度均勻性的顯著提高。指向目標的400nm至700nm波長的光、紫外光(UV)、紅外光或任何波長可以在投影光的撞擊點上產生熱。隨著在基板上的特定點處的總能量增加，該點的溫度將增加，直至該點的溫度達到穩定狀態的值為止。可以使用光源(例如燈)的范圍內的不同強度和波長來改變和控制基板上的穩定狀態溫度。給定的投影圖像可以包括多個強度和各種波長，其可以被設置成在多個基板上同時改變和保持許多不同的穩定狀態條件。換句話說，基板保持器熱源與特定的空間熱信號的投影光圖像相結合可以增加跨基板的表面的溫度均勻性。在一個實施方式中，相機/檢測器和投影儀指向基板。投影儀利用光照射基板(至少部分被照射)，這可以基于從紅外檢測相機檢測到的熱信號。然后，該基板可以利用許多光圖案和強度具有高空間分辨率的調制溫度。在相機(或傳感器陣列/傳感器機構)檢測到熱信號的情況下，對應的像素化圖像可以被投影到基板表面上，以修改表面溫度。因此，熱信號可以通過像素來控制，也就是說，通過基板表面上的點或網格點位置來控制。投影圖像可以被調節成所期望的具體結果。例如，如果需要溫度均勻性，那么投影圖像可以與熱信號相反，以基本上加熱冷卻區和/或冷卻或保持溫暖區。因此，對熱板的精細和粗略控制的結合可以提供顯著地較好的均勻性。因為光是熱的，所以可以利用一定量的光照射需要空間溫度調節的區域。因為光可以改變某些材料(例如光致抗蝕劑)的材料屬性，所以現有的曝光可以增強為向上或向下偏離。因此，另外的實施方式包括使用基于像素的投影光圖案來調整膜性能。這樣的系統和方法使得半導體制造商能夠滿足設計要求。半導體制造的設計規格通過向工程師強加目前的技術不可避免的一組參數來限制開發和生產半導體的工藝。這些設計規格中的一個涉及半導體生產的烘烤步驟。當烘烤基板時，基板在具體的溫度下均勻地烘烤一定的時間。能夠用可變的溫度代替均勻的溫度的常量給工藝控制者提供了更多的靈活性并且提高了半導體生產的效率。注意，本公開內容不限于光刻中的熱處理。本公開內容還解決了用于空間上改變基板的溫度的技術，并且可以適用于包括沉積系統、蝕刻系統(濕式和干式)的半導體、平板顯示器和光伏系統中的真空和非真空處理系統。例如，基于像素的投影光圖案可以校正臨界尺寸、光刻曝光非均勻性、步進曝光延遲時間等。當然，為了清楚起見，已經呈現出如本文描述的不同的步驟的討論順序。在一般情況下，這些步驟可以以任意適當的順序進行。另外，盡管本文中的不同的特征、技術、構造等中的每個都可以在本公開內容的不同地方進行討論，但是旨在每個概念可以彼此獨立或彼此結合執行。因此，本專利技術可以以許多不同的方式實施和查看。注意，本
技術實現思路
部分并不指定本公開內容或所要求保護的專利技術的每個實施方式和/或增加的新穎的方面。相反，本
技術實現思路
僅提供不同的實施方式的初步討論和相應的與常規技術相比的新穎點。對于本專利技術和實施方式的附加的細節和/或可能的方面，讀者被引導至如以下進一步描述的本公開內容的詳細描述部分和對應的附圖。附圖說明結合附圖考慮，通過參考以下詳細描述，本專利技術的各種實施方式的更完整的理解及其許多附帶的優點將變得易于明顯。附圖不一定按比例繪制，而是將重點放在示出特征、原理和概念上。圖1是用于調整基板的示例性圖像投影系統的示意性透視圖。圖2是用于調整基板的示例性圖像投影系統的示意性側視圖。圖3是表示空間上變化的屬性的示例性基板信號的圖。圖4是用于調整基板的示例性圖像投影系統的示意性側視圖。圖5是跨基板橫截面的示例性簡化熱信號的圖。圖6是表示補償給定的熱信號的投影圖像的圖。圖7是跨基板橫截面的示例性簡化熱信號的圖。圖8是示出可用于調整基板的灰度和頻率輸出的圖。具體實施方式本文中的技術包括提供空間控制地或基于像素地將光投影至基板上以調整各種基板屬性的系統和方法。這樣的基于像素的光投影可以用于調整基板的各種屬性，包括調整臨界尺寸、加熱均勻性、蒸發冷卻、光刻閃耀(flare)、光柵延遲和感光劑產生。將這樣的基于像素的光投影與基于接觸的加熱(例如，熱板)相結合可以實現跨基板的表面上的溫度均勻性上的顯著提高。將這樣的基于像素的光投影與光刻圖案化工藝相結合可以提高工藝均勻性并且減少缺陷。在一個實施方式中，與光源耦合的數字光處理(DLP)芯片、光柵光閥(GLV)或其他的基于網格的微投影技術可以使圖像(可選地使用透鏡)聚焦到基板上，并且校正或調節溫度和其他的非均勻性。投影圖像可以被改變成使經聚焦的圖像的溫度輸出變化。例如，利用可見光譜燈投影到板上的實心白色圖像將使板加熱到該特定燈的給定的最高溫度。每個投影的像素的溫度可以通過使用由該光源產生的所有波長的光、沒有波長的光或一些波長的光來調節。這種技術提供了對半導體的給定的烘烤工藝的極其精確的控制，足以使半導體烘烤至1nm內。DLP芯片可以將圖像投影到基板上，并且改變基板上的任意一個或多個特定點處的加熱量。注意本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種處理基板的方法，所述方法包括：將基板定位在基板保持器上；經由基于網格的光投影系統將光投影到所述基板的表面上，所述基于網格的光投影系統被配置成根據位置改變投影的光的振幅；以及基于基板信號根據位置來改變投影在所述基板的表面上的光的振幅。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.11.27 US 61/909,714;2014.01.27 US 61/932,0051.一種處理基板的方法，所述方法包括：將基板定位在基板保持器上；使用位于所述基板的頂表面下方的熱源對所述基板進行加熱；經由基于網格的光投影系統將光投影到所述基板的表面上，所述基于網格的光投影系統被配置成根據位置改變投影的光的振幅；基于基板信號根據位置來改變投影在所述基板的表面上的光的振幅；使用熱成像設備識別所述基板的表面的空間熱信號；基于所述空間熱信號計算溫度校正圖像；以及將所述溫度校正圖像投影到所述基板的表面上，使得所述溫度校正圖像減小跨所述基板的表面的平均溫度差。2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述空間熱信號具有彼此變化高達0.1攝氏度的空間溫度，并且其中，將所述溫度校正圖像投影到所述基板的表面上使所述空間溫度變化降低到差小于0.02攝氏度。3.一種處理基板的方法，所述方法包括：將基板定位在半導體制造工具的基板保持器上；使用位于所述基板保持器內的加熱機構對在所述基板保持器上的基板進行加熱；以及通過使用數字控制的微鏡投影設備將基于像素的圖像投影到所述基板上來對所述基板的表面溫度進行空間調節，其中，所述基于像素的圖像通過獨立可尋址像素來改變光振幅，所投影的基于像素的圖像基于所述基板的熱信號。4.一種處理基板的方法，所述方法包括：將基板定位在基板保持器上；使用位于所述基板的頂表面下方的熱源對所述基板進行加熱；使用空間溫度傳感器識別所述基板的表面的空間熱信號；基于所述空間熱信號計算溫度校正圖像；以及將所述溫度校正圖像投影到所述基板的表面上，使得所述溫度校正圖像減小跨所述基板的表面的平均溫度差，其中，經由基于網格的光投影系統對所述溫度校正圖像進行投影，所述基于網格的光投影系統被配置成根據位置改變投影的光的振幅，投影的所述溫度校正圖像導致了光基于所述空間熱信號根據所述基板上的位置來改變振幅。5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述空間熱信號具有彼此變化高達0.1攝氏度的空間溫度，并且其中，將所述溫度校正圖像投影到所述基板的表面上使所述空間溫度變化降低到差小于0.02攝氏度。6.一種處理基板的方法，所述方法包括：將基板定位在基板保持器上；使用位于所述基板的頂表面下方的熱源對所述基板進行加熱；識別所述基板的表面的基板信號；基于所述基板信號計算基于像素的圖像；以及將所述基于像素的圖像投影到所述基板的表面上，使得所述基于像素的圖像基于所述基板信號來改變跨所述基板的表面...

【專利技術屬性】
技術研發人員：安東·J·德維利耶，丹尼爾·富爾福德，赫里特·J·勒斯因克，
申請(專利權)人：東京毅力科創株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP